Wat is het verschil tussen een harde en een intermitterende aardfout?
Door Will White, senior specialist op het gebied van zonne-energietoepassingen bij Fluke
Aardfouten zijn een belangrijke oorzaak van veiligheidsrisico's, uitschakelingen en brandgevaar in fotovoltaïsche (PV) systemen, maar niet alle aardfouten gedragen zich hetzelfde. Sommige fouten zijn continu en eenvoudig te identificeren. Andere zijn onvoorspelbaar en treden alleen onder bepaalde omstandigheden op.
Om de veiligheid en prestaties in PV-arrays te handhaven, is het essentieel om te begrijpen wat het verschil is tussen harde aardfouten en intermitterende aardfouten, hoe elk van deze fouten zich ontwikkelt en hoe u er effectief op kunt testen.
Wanneer treedt een aardfout op?
Een aardfout treedt op wanneer een stroomvoerende geleider (DC positief of negatief; AC L1, L2 of L3) in contact komt met een geaard metalen oppervlak, zoals moduleframes, kabelbuizen of rekken. Dit creëert een onbedoeld pad voor stroom naar de aarde, waarbij de omvormer of andere beveiligingsapparatuur wordt omzeild.
Zie voor een volledig overzicht: Wat is een DC-aardfout in een PV-systeem?
Harde versus intermitterende aardfouten: De basis
| Kenmerk | Harde aardfout | Intermitterende aardfout |
|---|---|---|
| Verbindingstype | Continu en lage weerstand | Treedt op en verdwijnt afhankelijk van de omstandigheden |
| Moeilijkheid van detectie | Relatief eenvoudig te identificeren | Vaak moeilijk te detecteren |
| Reactie van GFDI/omvormer | Kan onmiddellijk worden uitgeschakeld | Wordt mogelijk helemaal niet of sporadisch uitgeschakeld |
| Algemene triggers | Geplette of versleten draden, gesmolten isolatie | Vocht, beweging, thermische uitzetting |
| Testmethode | Standaard spannings-/isolatieweerstandstests | Vereist spannings-/isolatieweerstandstests onder specifieke omstandigheden |
| Urgentie van reparatie | Onmiddellijk veiligheidsrisico | Moet worden verholpen voordat het verergert |
Wat is een harde aardfout?
Een harde aardfout is een aanhoudende verbinding met lage weerstand tussen een PV-systeemgeleider en een geaard metalen oppervlak. Dit type fout blijft onder alle bedrijfsomstandigheden aanwezig.
Veelvoorkomende oorzaken:
- Beknelde draden door slecht kabelbeheer
- Gesmolten isolatie door overstroom of een vlamboog
- Slijtage door trillingen, wrijving op rekken, thermische uitzetting/inkrimping
- Onjuiste aarding of aansluiting
Hoe te detecteren:
- Meet de spanning tussen de plus-/min-DC-aansluiting en aarde
- Gebruik een multimeter, stroomtang of de analysefunctie van de GFL-1500-aardfoutzoeker
- Gebruik een isolatieweerstandstester (bijv. Fluke 1587 FC, 1537, SMFT-1000)
- Verwacht een spanning naar aarde die niet nul is en/of een lage isolatieweerstand (<1 MΩ)
Meer informatie: Spanningsloze PV-circuits testen op aardfouten
Waarom het gevaarlijk is:
Harde aardfouten zijn vaak de veroorzakende fout bij uitschakelingen van omvormers. Als er een tweede fout optreedt bij de tegenovergestelde polariteit, kan er een parallel stroompad ontstaan, wat brand of vlambogen tot gevolg kan hebben.
Wat is een intermitterende aardfout?
Een intermitterende aardfout is een tijdelijke of voorwaardelijke verbinding tussen een geleider en de aarde. Deze fouten kunnen alleen optreden wanneer:
- Het systeem nat is (regen, condensatie, vochtigheid)
- Modules of rekken uitzetten/inkrimpen vanwege de temperatuur
- Trackers de array verplaatsen naar een foutgevoelige positie
- Draden hangen of schuren tijdens wind- of sneeuwbelasting
Omdat deze fouten niet constant zijn, kunnen ze moeilijk te detecteren zijn tijdens routineonderhoud of bij droog weer.
Waarom intermitterende fouten riskant zijn
Intermitterende fouten zijn gevaarlijk omdat:
- Ze vaak niet worden gedetecteerd door standaard aardfoutbeveiligingen
- Ze zich in de loop van de tijd kunnen ontwikkelen tot harde fouten
- Ze herhaalde uitschakeling van de omvormer veroorzaken, wat leidt tot uitvaltijd
- Ze vlambogen kunnen veroorzaken, wat kan leiden tot brand
- Als deze fouten worden genegeerd, kunnen ze deel gaan uitmaken van een foutlus met hoge stroomsterkte als er een tweede probleem optreedt
Leer hoe u deze kunt isoleren: PV-reeksen testen op intermitterende aardfouten
Tekenen dat u te maken hebt met een intermitterende aardfout
U kunt te maken hebben met een intermitterende fout als:
- De omvormer sporadische aardfouten vertoont
- Het systeem alleen wordt uitgeschakeld als het regent of vroeg in de ochtend
- Er tijdens droge omstandigheden of 's middags geen fout wordt gedetecteerd
- Fouten op een bepaald tijdstip optreden wanneer een tracking-array naar een specifieke positie beweegt.
- Isolatieweerstandstests tonen grenswaarden
Testen op elk fouttype
Testen op harde aardfouten
- Isoleer het circuit en maak het spanningsloos
- Voer spanning-naar-aardetests uit
- Gebruik een isolatieweerstandstester
- Houd rekening met consistente foutwaarden
Meer: Spanningsloze PV-circuits testen op aardfouten
Testen op intermitterende aardfouten
- Voer metingen uit tijdens of na regen, dauw of temperatuurschommelingen
- Gebruik een stroomtang om te controleren of er geen stroom vloeit voordat er circuits worden geopend
- Let op plotselinge spanningspieken naar aarde tijdens arraybeweging
- Let op isolatieweerstandswaarden die als geslaagd kunnen worden beschouwd, maar die lager zijn dan de weerstand van andere soortgelijke circuits onder dezelfde omgevingsomstandigheden.
Meer: PV-reeksen testen op intermitterende aardfouten
Waarom het type aardfout belangrijk is
Inzicht in het fouttype heeft invloed op alles, van diagnose tot preventie:
| Taak | Harde fouten | Intermitterende fouten |
|---|---|---|
| Reparatieschema | Onmiddellijk | Afhankelijk van herhaling van fout |
| Veiligheidsrisico | Hoog | Gemiddeld tot hoog |
| Detectie | Betrouwbaar, maar tijdrovend, met basisgereedschap | Vereist meer omgevingscontext |
| Preventie | Fysieke bescherming, hoogwaardige bedrading | Fysieke bescherming, hoogwaardige bedrading, flexibele kabelsteun |
| Bewakingssystemen | Wordt waarschijnlijk gedetecteerd | Vaak gemist totdat de omvormer wordt uitgeschakeld |
Reparatiestrategieën voor elk type
Voor harde fouten:
- Verwijder beschadigde geleiders en vervang deze met nieuwe bedrading
- Breng waar nodig ter plaatse te installeren connectoren aan
- Vervang doorgebrande modules of stroomverdeeldozen
- Test de isolatie en de spanning naar aarde opnieuw
Meer: Aardfouten in PV-systemen verhelpen
Voor intermitterende fouten:
- Repliceer omstandigheden die de fout veroorzaken (natte modules, beweging)
- Test en vervang verdachte connectoren of stroomverdeeldozen
- Inspecteer bochten in de geleider, de randen van rekken en de uitlijning van de tracker
- Gebruik UV-bestendige hardware voor draadbeheer en verbeterd kabelbeheer om herhaling te voorkomen
Samenvatting
Harde en intermitterende aardfouten kunnen op dezelfde manier beginnen, zoals door een beschadigde draadisolatie of een afgeknelde geleider, maar hun gedrag en detectie vereisen andere strategieën. Door het verschil te begrijpen, kunnen technici storingen in PV-zonnesystemen nauwkeuriger opsporen, voorkomen en repareren.
Over de auteur
Will White begon in 2005 in de zonne-energiesector te werken voor een klein installatiebedrijf. Hij begon als installateur, groeide door naar de verkoop, was werkzaam op de ontwerpafdeling en later in het projectmanagement. Uiteindelijk is hij operationeel directeur geworden. In 2016 trad hij in dienst bij het curriculumteam van Solar Energy International (SEI), waar hij zich richtte op het ontwikkelen van cursusinhoud en het geven van lessen over zonnesystemen. In 2022 kreeg Will een gespecialiseerde functie voor zonne-energietoepassingen bij Fluke, waar hij de testapparatuur van Fluke voor hernieuwbare energie ondersteunt, zoals IV-curvetracers, elektrische meters en warmtebeeldcamera's.
Will is deskundig op het gebied van windenergie, zonnewarmte, energieopslag en PV's op elke schaal. Hij heeft een passie voor het implementeren van hoogwaardige installatietechnieken die aan de richtlijnen voldoen. Will is sinds 2006 een door NABCEP gecertificeerde PV-installatieprofessional en was voorheen een door NABCEP gecertificeerde installateur van verwarming op zonne-energie. Hij heeft een BA in bedrijfskunde aan Columbia College Chicago en een MBA aan de University of Nebraska Lincoln gehaald. In zijn vrije tijd werkt hij met zijn vrouw en dochter aan hun thuisbasis in centraal Vermont, waar hij off-grid leeft in een huis dat is opgebouwd uit strobalen.
Maak connectie met Will op LinkedIn.